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徐州地区山坡地形高校校园生态景观水体植物设计

2019-07-18赵艳堃郭杲麒卓壮壮

绿色科技 2019年11期
关键词:护岸藻类睡莲

赵艳堃,郭杲麒,卓壮壮,郭 远

(江苏建筑职业技术学院,江苏 徐州 221116)

1 引言

植物能够提高校园环境质量,改善生态环境,起降噪、缓冲暴雨作用;还可以调节水体周边的小气候,令人感到身心舒畅,同时也能体现出不一样的校园景观风貌。

水生植物可以吸收水体中的营养物质,而且部分水生植物一方面会通过自身的特质使藻类的正常生长代谢被破坏,使藻类不能存活,这样就可以达到提高水体透明度、改善水质的目的。另一方面,水生植物能分泌出抑藻物质,破坏藻类正常生长,使藻类停止繁殖甚至灭活。

因此,本文在对徐州几个典型水体的水生植物进行调研后,针对江苏建筑职业技术学院现有情况进行景观水体植物设计。

2 徐州市自然条件

徐州位于华北平原的东南部,介于东经116°22′~118°40′、北纬33°43′~34°58′之间,年平均气温14.2 ℃,历史最高气温40.6 ℃,最低-22.6 ℃,土壤冻结最大深度24 cm,年日照时数为2284~2495 h,日照率52%~57%,年均无霜期200~220 d,年均降水量800~930 mm,雨季主要集中在6~9月,其降水量占全年的56%[1]。

3 水生植物相关研究

3.1 水生植物生态功能相关研究

3.1.1水质净化

水生植物不但能美化环境,还能对净化水质起到重要作用。水生植物有些将水中的营养物质大批量的吸收,并且还可以把物质转化,即将不利于水体的物质转化为有利的物质。在受污染的水体中种植大量的净化能力强的水生植物,其就能通过自身的特征将水中的污染物质吸收,并能在植物内部进行污染物的转化、分解,最终去除,从而达到净化水质的目的。根据相关研究:芦苇可吸收水中含有的金属Hg、P和Pb;野慈姑具有净化水中的N的能力;凤眼莲耐污能力强,对N、P、K及重金属离子均有吸收作用。而且水生植物能将污染物、营养物等吸收,并在其内部进行转化分解积累使水中的污染物减少,抑制藻类的生长。

3.1.2 抑制藻类生长

如果水体中含有较多的N、P,会发生“水华”现象,使水质变差。在这样的水体中,可以通过种植大量的水生植物取吸收水体中的营养物质,而且部分水生植物一方面会通过自身的特质使藻类的正常生长代谢被破坏,使藻类不能存活。这样就可以达到提高水体透明度、改善水质的目的。另一方面,水生植物能分泌出抑藻物质,破坏藻类正常生长,使藻类停止繁殖甚至灭活。

3.1.3 改善生态环境

水生植物能够提高校园环境质量,改善生态环境,还可以调节水体周边的小气候,令人感到身心舒畅,同时也能体现出不一样的校园景观风貌。

3.2 水生植物生态配置模式研究

3.2.1 大面积水面的配置

大面积水面水生植物配置主要以营造稳定的水生植物生态群落为主,着重于景观远景。常见的大面积水面水生植物组合有以下几种:①睡莲、再力花、千屈菜;②睡莲、黄菖蒲、千屈菜、再力花;③睡莲、莲、芦苇、再力花、水葱;④狐尾藻、睡莲、香蒲;⑤狐尾藻、睡莲、黄菖蒲、香蒲、再力花等。

3.2.2 小面积水面的配置

小面积水面水生植物配置主要以近景的效果为主,着重于个体水生植物的观赏效果。岸边以黄菖蒲、千屈菜、美人蕉、水葱等挺水植物为主,同时用睡莲、萍蓬草等浮水植物在水面起点缀作用的配置方式常用于小面积水面水生植物配置。

3.2.3 带状水面的配置

带状水面水生植物主要布置在水体两侧,这样一方面使护岸景观“软化”更显自然,另一方面营造了不一样的校园景观。种植的水生植物一定要选择株型紧凑且矮小的类型,使之与环境协调,且种植量不宜太多,种类也不要太繁杂,点缀即可。常见的配置方式以千屈菜、美人蕉、花菖蒲、水葱等几株一丛点缀。但是应该注意到水生植物只需少许,加以点缀即可。

4 水生植物设计及调查

4.1 水生植物的概念

凡生长在水中或湿性土壤中的植物通称为水生植物,以大型草本植物为主,包括草本和木本植物。

4.2 水生植物的分类

按生态类型不同,水生植物可分为沉水植物、飘浮植物、浮水植物、挺水植物。

4.2.1 沉水植物

植物体全部位于水面以下的水生植物称为沉水植物。沉水植物可以把大量的营养物质积累在植株内部,对水生态系统具有非常重要的影响,可以作为水体污染状况的指示性物种。常见的沉水植物有狐尾藻、金鱼藻、苦草等,在净化水质方面有着十分显著的效果。

4.2.2 飘浮植物

漂浮植物是根不生于泥中,整个植物体浮于水面上的一类浮游植物。凤眼莲为典型的漂浮植物,该植物繁殖速度快,对水体中营养物质的去除效果较强,但是也应对其生长速度进行严格控制,否则对水体中的生态系统的多样性造成破坏。除凤眼莲外常见的漂浮植物还有水禾、水浮莲等,均可减少水中的营养物含量,改善水体的透明度。

4.2.3 浮水植物

浮水植物是生于浅水中,叶子浮于水面,根生长在水底土中的植物。浮水植物也是可以起到吸收、转化、积累水中的营养物,抑制藻类繁殖的作用。常见的浮水植物有莕菜、萍蓬草等。

4.2.4 挺水植物

根、根茎长于水体底泥中,茎、叶挺出水面的水生植物称为挺水植物,挺水植物的观赏性较强。其根茎不仅可以起到截留受纳水体中悬浮物的作用,还可以吸收水中的营养物质,降低水体营养物质含量,抑制藻类的快速繁殖。再力花、梭鱼草、水葱等都是典型的挺水植物。

4.3 水生植物护岸的设计

柳树、广玉兰、桂花、石楠等植物(图1)都是徐州常见的高大的乔木,如果这些植物种植在岸边不仅可以遮阴,形成景观使校园景观气息浓郁,还能在水中呈现出倒影,提高其观赏性,使人们在观赏的过程中陶冶情操。

护岸还有着重要的防洪功能,一般坡度较缓,在水体净化,延缓径流速度方面十分有利,护岸自身基质为自然土壤、夯实土壤,可以提供一定的抗侵蚀的功能,如果用植草砖加固处理,固土护坡的效果将更加显著。

对于常水位以下的坡岸种植的水生植物一般要求具有耐水性,除此之外还要有水体净化的作用。生活中常见的这类植物有:荷花、睡莲、千屈菜、水葱等(图2)。

图1垂柳(a)、广玉兰(b)、桂玉兰(c)、石楠(d)

图2荷花(a)、睡莲(b)、千屈菜(c)、水葱(d)

带状水体景观护岸的植物配置应考虑安全性、景观性以及功能性,植物可以“软化”护岸景观,使其景观更显自然,不过值得注意的是植物种植量不宜过多,点缀即可。

4.4 水生植物调查内容

本项目选取徐州市几个地点的水体进行实地调查,主要有云龙湖、大龙湖、云龙公园和彭园等地水体。在实地调查的基础上对江苏建筑职业技术学院的草本水生植物种类和配置进行分析研究。

4.5 水生植物调查结果

调查结果(表1)表明,抽取的几个徐州地区中常见的水生植物主要有33种,其中挺水植物18种、沉水植物9种、浮水植物4种、漂浮植物2种。常用的水生植物有再力花、睡莲、千屈菜、芦苇、芦竹、香蒲和狐尾藻等[2]。

5 景观水体护岸设计

5.1 三种护岸类型

5.1.1 草皮与水生植物护岸

草皮与水生植物护岸一般指在自然土壤护岸上种植绿草或者敷设人工草皮以及种植水生植物,利用植物根系固定坡面土壤,如果在铺设植草砖的基础上种植植物,固土护坡效果会更加明显(图3)。

表1 徐州市水生植物调差结果

图3 草皮与水生植物护岸

草皮与水生植物护岸表土可全部用于栽种植物,护坡区域可种植少许的水生植物。在常见的水生植物中,根、茎、叶可以起到拦截泥沙和悬浮污染物作用的有再力花、水葱等植物。而且这种护岸类型一般用于坡度较缓的护岸,对净化水体有显著作用。

5.1.2 植生袋护岸

植生袋护岸是把泥土或水泥砂浆灌入使用环保软体材料制成的植生袋中,堆集起来保护岸坡的一种护岸形式,植生袋的透水性较好,可在植物袋上种植水生植物以达到固土、净化水质、提高观赏性的目的。如图4所示。

图4 植物袋护岸

5.1.3 棕纤维垫护岸

棕纤维垫护岸主要是使用棕榈科植物的纤维垫覆盖护岸土壤,可再加上网格混凝土块或砖块辅助护土,并且在棕纤维垫种上植物,最终利用植物根系、网格混凝土块或砖块等固定土壤。

棕纤维垫护岸除混凝土块或砖块覆盖的位置皆可种植植物覆盖,因此其植物覆盖度较高。该类型护岸的主要材料棕榈科植物树干的纤维,具有较好的保水性、耐久性,而且纤维垫降解腐烂后可变成肥料和水生动物饲料,因此护岸的水生植物生长条件好,还具有拦截水体中污染物的作用。

5.2 护岸类型的确定

草皮与水生植物护岸、棕纤维垫护岸二者综合性能较好,具有较好的生态修复功能、稳定的工程结构和较好的经济适应性,而且和水体有大面积的接触区域去净化水质,改善水体透明度,综合性能令人满意。

植生袋护岸与前两者相比与水体接触区域面积较小,对于水生植物净化水质较为不利,因此生态功能较弱,导致综合性能较差。

总之,如江苏建筑职业技术学院这样以内源污染为主的水体其护岸应该坡度较缓,而且与水体接触区域面积较大,这样就可以利用水生植物吸收水中的N、P等营养物质以及污染物,因此排除植生袋护岸的实施可能性。再者草皮与水生植物护岸比起棕纤维垫护岸施工更加方便,所需花费也较少,还能达到一样的效果,所以最终确定草皮与水生植物护岸作为实施方案。

6 植物的选择

植物应以乡土植物为主,以确保植物生长的适应性;其次要选择生命力强、抗病虫害、耐热耐寒、耐污染能力强、氮磷降解能力强的植物物种。

6.1 选择乡土植物

乡土植物在长期生长过程中对于当地的环境已经适应,因此对于这些植物养护管理费用较低,而且形成的景观具有地方特色。

6.2 选择耐性强的植物

耐性强针对的是植物的耐热耐寒、耐污染方面的能力。耐热性指植物要有抵抗一定高温的能力,除此之外,还要求在承受高温后温度降低植物可以快速恢复正常生长能力。耐寒性,同理。耐污染指植物对水体中或径流产生的过程中携带的污染物的抗污染的性能。

6.3 选择净化能力强的植物

雨水径流产生过程中,会携带大量的污染物及含有N、P的营养物质,因此需要选择净化能力较强的植物对雨水进行过滤去污。例如慈姑对P、K元素的需求量很大;香蒲根系发达,对N、P、K的吸收量大。同样也会有少许水生植物在N、P含量较多的情况下使水质下降。在含有大量营养物质的水中,种植适量耐污染净化能力较强的水生植物,经过植物生长将水体中的污染物质分解转化或积累到植物体内,随着植物收割而从水体中彻底去除,恢复水域中的养分平衡[3]。

最终,本项目的河流中常水位以下种植金鱼藻、狐尾藻、苦草三种沉水植物,在河流两侧种植睡莲、千屈菜、花菖蒲、水葱等几株一丛点缀,但是应该注意到水生植物只需少许,加以点缀,否则会影响景观视线,对观赏效果也会起到反作用。护岸上铺设植草砖,大面积种植绿草,另外再种植些许垂柳、广玉兰、桂花、石楠等高大乔木,营造出浓郁的校园景观气息,提高观赏性。

7 植物的日常管理养护

校园景观水体及其中种植的水生植物可以美化校园,改善校园环境,但是水中污染达到一定限度时水中的生态平衡受到破坏,会严重的影响到周边的环境,因此一定要重视水体的后期维护管理工作。例如日常中水面上植物的落叶要及时清理,控制水生物的数量,避免水生物过量食用水生植物造成水生态失衡等。

所以,校园中应聘用具有丰富的专业知识的养护管理人员,及时抑止水生植物在生长过程中将要出现的不良趋势,并能提出相应的对策。及时补充光照、肥料等水生植物生长所需的原料,按期修剪植物并除虫害,此外,还应该注意规范人们的行为,避免人对水生植物景观的破坏,从而实现可持续性景观,实现人与自然的和谐[4,5]。

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